簡述錨注支護在礦井的應(yīng)用

湯玉石

（淮南礦業(yè)集團 新莊孜煤礦，安徽 淮南232074）

0 概述

本掘進面為石門掘進巷道，位于我礦井田西部，劃分為西七采區(qū)。本區(qū)B7b、B9b 煤層分別采至-426.7m、-425.9m 標高； C13 煤層-530水平以上均已全部回采完畢，回采至-524.1m 標高；B11b 煤層-400 水平以上全部回采完畢，-530 水平除西五采區(qū)3 號石門以西第一階段（-379.0m～-422.886m 標高）作為地質(zhì)損失未回采，其余已回采完畢，回采至-512.6m 標高； 本面位于西五采區(qū)B11b、C13 煤層雙重采動影響范圍內(nèi)，且本面掘進將先后穿過B11b、C13 煤層采空區(qū)。

1 支護方式的選擇

根據(jù)本面掘進所處地質(zhì)條件，巷道掘進過程中將先后穿過B11b、C13 煤層采空區(qū)，且受西五采區(qū)B11b、C13 煤層雙重采動影響。由于先期煤層開采破壞了巖體的原始應(yīng)力場，使得采場圍巖和采空區(qū)的應(yīng)力發(fā)生變化并重新分布， 從而引起圍巖尤其是采空區(qū)上覆巖層發(fā)生變形、開裂及破壞。 若單單采用原有的U 型棚支護工藝，將存在以下安全隱患，不利于安全生產(chǎn)。 一是，頂板煤（巖）松散破碎，難以進行支護管理，多發(fā)生抽冒，不利于安全掘進；二是，采空區(qū)內(nèi)存在裂隙，易造成采空區(qū)內(nèi)自燃發(fā)火，增加通風防火隱患；三是，巷道受采動影響，后期掘進時巷道受壓影響，若單單采用U 型棚支護，容易出現(xiàn)損壞變形，增加巷道后期維修量。為了杜絕此類安全隱患的發(fā)生同時減少后期巷道維修量、節(jié)約材料成本、提高經(jīng)濟效益，確保安全，故采用在掘進過采空區(qū)之前，向采空區(qū)打設(shè)鉆孔，通過注漿泵向鉆孔注入水泥砂漿，通過水泥砂漿的凝結(jié)作用使得松散、變形的圍巖膠結(jié)成一整體，改變了圍巖的松散狀態(tài)，提高了巖體的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力，從而提高了巖體的強度和圍巖的整體穩(wěn)定性，使得破碎的頂板連接成整體，為后期掘進創(chuàng)造了有利條件。

2 施工工藝介紹

2.1 施工前期準備工作

（1）掘進至距采空區(qū)法距10m 前，由礦地測科設(shè)計地質(zhì)前探鉆孔，由礦鉆機隊實施前探工作，以探明采空區(qū)的位置及采空區(qū)內(nèi)瓦斯、出水情況。

（2）前探工作結(jié)束后，由地測科下達聯(lián)系書，聯(lián)系書中需涉及：采空區(qū)位置（以現(xiàn)場測量點控制）、采空區(qū)內(nèi)瓦斯、水量情況。

（3）施工單位根據(jù)聯(lián)系書，正常向前掘進，在掘進至距采空區(qū)5m前，向采空區(qū)均勻打設(shè)注漿孔下注漿管，實施注漿工藝。

（4）待圍巖穩(wěn)定后，再進行掘進架U 型棚過采空區(qū)。

2.2 施工工藝介紹

（1）工藝流程：噴漿加固巖面→打設(shè)注漿孔→下注漿管孔、固定管孔→注漿→架U 型棚過采空區(qū)

（2）注漿施工設(shè)備及材料見表1。

表1

（3）施工要求：

①注漿孔布置：注漿孔應(yīng)布置在迎頭巷道周邊輪廓線上，布置5個孔，分別為：正頂一個，巷道兩幫各一個，巷底一邊一個。注漿孔孔深不少于2.5m，與巷道底板夾角為20°；②孔口管要埋入牢固，注漿時，施工人員不得正對孔口管，防止拔管傷人；③注漿時，要安排人員對注漿系統(tǒng)檢查，發(fā)現(xiàn)跑漿和異常情況時，及時停止進行處理；④注漿壓力：所有注漿孔注漿壓力正常為0.3MPa,最大不得超過0.5 MPa，注漿量以壓力達0.5MPa 或注不進去為止； ⑤注漿造成孔口或周圍附近大量漏漿時，必須采用間歇式注漿，間歇時間為10～30 分鐘，間歇期間對漏漿處噴漿堵漏，并應(yīng)注雙液漿；⑥每次注漿前要檢查管路連接及設(shè)備的完好情況，確保在完好、安全可靠的狀態(tài)下施工，且輸漿管與注漿管、注漿泵接茬處必須各按一個閘閥控制，每次注漿完畢撤除輸漿管時必須待注漿泵停止運轉(zhuǎn)后再將兩閘閥關(guān)閉后方準撤除輸漿管，必須待24 小時后方準撤除孔口閘閥防止孔內(nèi)漿液噴人； ⑦每次注漿結(jié)束后，必須用清水沖洗注漿泵及管路，保證設(shè)備管路清潔。

（4）注意事項：

①打設(shè)注漿孔時，必須對巷道周邊進行封閉式噴砼管理（為防止巖面有裂隙，后期注漿時出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象），噴砼強度等級C20，噴砼厚度一般控制在50mm 左右；②對局部掉頂較高段，注漿管要適當加長；③打設(shè)注漿孔時嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度，浮矸危石清理干凈，錨注孔方向要與巷道輪廓垂直 （底孔除外）； ④各管路連接要采用專用連接銷，不可用鐵絲固定；⑤打眼時，操作人員要躲開眼口方向，站在安全側(cè)面，扶機人員要躲開眼口方向；⑥為防止斷釬傷人，推進風錘不要用力過猛， 更不能橫向加壓； ⑦打設(shè)的注漿管要用鐵絲固定在U 型棚上；⑧掘進架U 型棚過采空區(qū)期間為避免圍巖凝結(jié)效果出現(xiàn)異常，必須采用掘一棚架一棚，人工進行掘進，嚴禁機械進行架棚；⑨架棚過程中要備有一定的防抽冒材料，以防頂板出現(xiàn)異常。

3 效果分析

3.1 通過向采空區(qū)注入水泥砂漿，使得松散、變形的圍巖膠結(jié)成一整體，改變了圍巖的松散狀態(tài)，極大提高了巷道圍巖的巖體強度，對于巷道正常掘進起到了安全保障。

3.2 通過向采空區(qū)內(nèi)注入水泥砂漿，減少了圍巖裂隙的產(chǎn)生，同時隔絕了采空區(qū)與外界的空氣流通， 進而抑制了采空區(qū)自然發(fā)火隱患，為礦井防火安全工作奠定了基礎(chǔ)。

3.3 若采用單一的U 型棚支護，巷道受壓變形速度，增加了巷道維修量，進而材料投入量大，增加了成本。 通過向采空區(qū)注入水泥砂漿，使得松散、變形的圍巖膠結(jié)成一整體，改變了圍巖的松散狀態(tài)，極大提高了巷道圍巖的巖體強度，進一步增強巷道承壓能力，減少了巷道損壞程度。 減少了巷道后期維修量，節(jié)約了成本，提高了經(jīng)濟效益。

3.4 減少了人員作業(yè)的風險。煤礦掘進最主要的是頂板管理。通過注入水泥砂漿進一步固結(jié)了頂板，加強了頂板的強度，為人工作業(yè)帶來安全。